陈中伟 妙手仁心,谱写断肢再植奇迹
来源:《科学家精神·创新篇》 日期:2022-04-06
陈中伟(1929年1月—2004年3月),骨科、显微外科专家,中国科学院院士,1963年成功进行了世界首例断手再植。他首创了“断手再植和断指再植”等6项新技术。入选“庆祝中华人民共和国成立70周年大型成就展”。
1963年1月2日对很多人来说是一个平凡的日子,但就在这一天里,中国医学史掀开了崭新的一页,为世界医学史书写了浓墨重彩的一笔。在这个新年第一个工作日的清晨,一名年轻工人的右手不慎被冲床轧伤,整只手在手腕上方约3厘米处被完全切了下来。旁边的几位老师傅立刻扶着他坐上三轮车送往上海市第六人民医院急救。
面对这只完全离断的手,年轻的主治医生陈中伟首先想到的就是要把断手接上去,因为他深知手对于工人兄弟来说是多么重要!尽管临床上还没有断手再植成功的经验可以借鉴,但强烈的医疗责任感和敢为人先攻克临床难题的科学精神促使他义无反顾地决定实施断手再植手术。断手再植手术是一个严肃的科学问题,绝不是凭一时的冲动。陈医生正是仰仗他多年积累的解剖知识和临床技术,争分夺秒又有条不紊,分别在断手的两端按常规彻底清创,仔细分离出被机器切断的骨骼、肌腱、神经和血管,用钢板固定骨骼,重建骨支架,从功能需要出发缝合修复相关的肌腱和神经,完成断肢再植手术的基础工作。要吻合血管,这是断手再植的关键步骤,没有手术放大镜,没有吻合血管所需要的无损伤缝针和缝线,摆在陈中伟等人面前的几乎是无法逾越的障碍!这时,擅长血管外科的钱允庆副主任赶来加盟手术团队,他们一起通力合作,绝无仅有地利用塑料管做套管进行血管的套接吻合,而且一举成功,经过3小时的不懈努力,2根动脉、2根静脉全部吻合,使完全断离已近4小时的断手重新建立血液循环,苍白的断手又呈现生命的红润。可惜,术后第3天,接上去的断手肿起来了,肿得像馒头,皮肤涨得发亮,温度逐渐下降,断手的成活面临着严重的威胁。全市专家集中到第六医院为患者会诊。大家认真分析病情、毫无保留地贡献自己的经验,集思广益,寻找对策。最后达成共识,认为肿胀的原因可能是手术吻合了相同数量的动脉和静脉,而动脉的血流比静脉的血流快,使得动脉灌注和静脉回流之间出现不平衡。原因找到了,对策就变得明朗了,结果在肿胀的手背皮肤上做多个小切口,放出积聚的组织液,断手的压力减低了,动脉供血就改善了。就这样,依靠集体的智慧,接好的断手成活了!随着时间的推移,加上有效的康复锻炼,断手的感觉和活动功能都得到恢复和重建。毫无疑问,这是全世界第一例完全离断、再植后完全成活又恢复功能的断手再植手术!
当1963年7月我国向全世界宣布这一伟大的医学成就后,这位优秀的医学专家陈中伟随即登上了国际显微外科的舞台,走上了一个又一个医学奇迹的创造之路。
断指与段截的再植成功
显微外科就是外科医生借助显微镜及精巧的手术器械,对细小的组织进行精细操作的一种新手术。在20世纪60年代我国断肢再植手术成功后,由于要接通断肢,就必先高质量地接通小血管,为此必须使用显微外科技术,这使得显微外科技术得到了重视。因此,可以说断肢再植刺激了显微外科的发展,而显微外科技术又极大地提高了断肢再植的成功率。
虽然断手、断肢再植的成功在前,但断指的患者比断手、断肢的患者情况更加复杂多变,而且手指的血管和神经比手臂的血管和神经更加精细,起初一段时间,手指往往接不活,或者成功率很低,所以断指再植手术成为突出的难题。工欲善其事,必先利其器。陈中伟从低倍放大镜下进行断指手术会使成活率有所提高的事实中受到启发,他决定采用上海医用光学仪器厂生产的第一台能放大几十倍的医用显微镜进行手术,这样可以提高手术中细微血管的清晰程度。同时为了解决手术刀及缝合线与显微外科的不适应,他约请上海医用缝合针厂厂方进行合作研究,经过他们的时时切磋,终于研制出了比绣花针更细的医用针,生产出我国第一批无损伤缝合线。后来他又约请上海手术器械厂工程师,并不断地从国外带回更精细的手术器械进行比对,经过一次次改进,终于使得我国达到了成熟且精良的医疗器械水平。
1970年,陈中伟与助手首次在双人双目显微镜下极其精细地为患者接手指,第二天患者手指出现了青紫色的肿胀,又经过3个小时的手术后,这根手指终于被成功接活。这意味着陈中伟在断指手术方面跨上了一个新的高度,因为这手指是在全新的显微外科条件下接活的。
陈中伟一直坚持培养外科手术医生的“手巧”能力,要求自己及其他医生都经常自行开展为大白鼠股动脉缝合等精密手术的练习。就这样,经过千百次的练习,他缝合细小血管越来越熟练,速度也越来越快。因此,断指的接活率由56%跃上92%的新高峰,并且在之后多年里,我国断指再植的成功率一直在国际上处于领先地位。
从大块游离肌肉到游离腓骨的移植
1973年7月,一名工伤患者被送进医院救治。他的前臂屈肌发生缺血性坏死,手指状如鸡爪,几乎丧失整个手的功能。面对患者殷殷期待的目光,陈中伟默默地思索着治疗方法。
那时再植技术的成熟和显微外科手术的应用,使医生的治疗方法和手段骤然增多,思路也为之开阔。他考虑是不是可以切除坏死的结疤肌肉以后,从患者身上移植一块弹性好、收缩强的肌肉来替代。而这里面的关键是把血管跟神经都接上,这样接上去的肌肉活了,才能使手重新获得功能。这也是显微重建外科中,所谓“重建”的字面意思。
对于这样一个全新的创意,陈中伟感到十分激动。但是他又很冷静地意识到这个手术世界上还没有人做过,国外还只是停留在动物实验阶段。但医学是实验科学,作为一个胆大心细的医学专家,陈中伟一头扎进了实验室。他和同事们积极查阅医学文献、做试验模型,并在20多条狗身上进行游离肌肉移植试验,终于取得了宝贵的经验。
最后他从平时在家里杀鸡得到的启发,用患者自身胸大肌移植重建肌肉的张力十分合适,经血管神经的缝接,使之存活并使移植后的肌肉能够收缩自如。
成功再次属于陈中伟和他的同事们,这台“带血管神经的游离胸大肌移位再植手术”成为世界上首例大块肌肉移植获得成功的手术。美国医学杂志British Medical Journal高度评价了这次手术的成功,称其“为人类开创这类手术奠定了基础”。
同时,这个手术的成功,也给陈中伟带来了一个新课题:随着显微外科技术的不断发展,应用范围越来越广,对人体解剖的要求也越来越高,而现有的人体解剖书远不能满足这方面的要求。
为了准确便捷地选择移植肌肉的供区,从微观上弄清楚人体肌肉的结构,陈中伟再一次迷上了人体解剖。他于1976年6月开始,开展了人体肌肉的显微解剖研究,对几十具男性新鲜尸体四肢的12种近400块肌肉做了细致入微的解剖,详细记录供应每块肌肉的血管和神经的组别、起点、走向及其与某固定骨标志的距离,在放大镜下测定其直径并做动脉造影及摄片检查。这一研究工作丰富了目前各种人体解剖参考书中所缺乏而又为显微外科手术所需要的内容。同时,陈中伟还开创性地研究了肌内纤维束的排列状况。平时看上去差不多的肌肉纤维,其实形态各异。如有的平行,有的呈单羽毛状,有的呈双羽毛状,因而机能也各异。
后来,陈中伟主持了“人体十二块肌肉显微解剖”的研究,这项开创性的工作,其研究成果使显微外科跃上了新台阶,荣获了卫生部科学技术进步奖。
游离肌肉的移植显然为游离骨头的移植打下了良好的基础。在一次带血管的腓骨成功移植后,陈中伟马上联想到了骨科的另一大难题——先天性胫骨假关节。
胫骨是人体小腿中的一根长骨,患者胫骨畸形或骨折,形成一个关节,非人体正常的关节,是病态形成的关节,故称假关节。患者不能站立,或难于行走,成为跛足,有的甚至只能爬行。
陈中伟在前人研究的基础上不断总结经验,并从上次腓骨移植中得到线索,找到了成功的关键:用带血管的腓骨移植会比不带血管的腓骨移植更加有效。
1997年7月,在已经开展过动物实验的基础上,陈中伟将一位患者患有假关节的病变组织彻底切除,从患者自身对侧小腿上取带血管的游离腓骨移植于长段胫骨缺损处,将腓骨的血管与受区血管接通重建血液循环。移植的腓骨在6个月后完全长好,几乎与正常胫骨相同粗壮,这意味着手术获得了前所未有的治疗效果。
大拇指再造与股骨头再生
拇指是人最重要的一根手指,其作用占手功能的50%,陈中伟开始设想有无可能将脚趾移植于大拇指的缺失处。1980年,面对生活因此不便的患者,他构想,应用显微外科技术把患者足趾的指甲、皮肤、皮下组织、血管、神经解剖出来,并在受伤的拇指指骨基部或掌骨头上移植一条与原指骨粗细、长度相同的髂骨片代替指骨,然后将解剖出来的足趾皮瓣包绕缝合在拇指的代指骨植骨片上,同时将足趾包裹皮瓣上的神经血管与手部的神经血管缝合,这样就等于为患者再造了一只右手拇指。
无独有偶,澳大利亚的毛利森医生几乎在同时、不同的地方,也采用游离拇趾趾甲瓣再造拇指及治疗皮肤脱套伤,后同样取得了成功,事后他们各自发表学术报告,两者颇有异曲同工之妙。
随后他又积极展开了游离第二脚趾再造拇指术的研究,用大脚趾的皮肤、甲瓣与第二脚趾的骨头肌腱合并移植于手上,再造一个拇指。又用二脚趾的皮肤、甲瓣移植于大脚趾。这样二脚趾不复存在了,大脚趾却保存了,大拇指经再造而诞生,手术变得更加精巧了。
另外,股骨头也是人体重要的骨骼组成,它联系下肢躯干,是人体行走不可缺少的关节。由于外伤,或由于长期应用激素,股骨头就有可能发生缺血性坏死,从而引起髋关节疼痛、变形,不能行走。这种疾患称缺血性或无菌性股骨头坏死。陈中伟创新性地把带血管蒂的髂骨移植于坏死的股骨头上,使股骨头重新获得血液循环,坏死的股骨头也可以起死回生了。
首创“再造手指控制的电子假手”
1996年某天,陈中伟于新闻上看到上海警方解救了一个被拐卖的湖南姑娘,但这个姑娘右手被截,是个无法正常起居择业的残疾人。出于治病救人的崇高使命感,他产生了要为这个姑娘再造一只手的想法。之所以他敢如此设想,是因为他正在和上海交大合作一个国家自然科学基金的科研项目——手臂残端再造指控制的电子假手研究,正是这样一个项目,改变了这个姑娘的命运,也影响了中国医学发展的进程。
同年9月19日,陈中伟和他的助手一起走进了手术室,他们为这个姑娘设计的手术方案是:先“动脚”,再“动手”——用姑娘自己的足趾移植再造一个手指。这样的手术陈中伟已经做得很多了,但问题是这个姑娘手臂下部全部切除,血管和神经已严重萎缩,变得更为细小,而足趾的血管要粗大得多,缝合起来非常困难,因此,手术难度会相当大。尽管如此,陈中伟还是充满信心,有条不紊地进行了手术。
经过整整11个小时后,手术在全国的广泛关注下取得了成功,并且在术后关键期也并未出现不良反应。随后还采用陈中伟和上海交大联合进行的项目,为这个姑娘安装了世界上独一无二的最先进技术所生产的假手。
经过两个月的功能训练,这个姑娘已经可以用那只逼真的电子假手自如地梳头、举杯、打毛线、倒开水等,她动作平稳、自然,经测试,动作准确率为100%,超过了当时国际上最高准确率只有76%的肌电假手。
1996年12月,这只世界上首创的“再造手指控制的电子假手”,通过了国家自然科学基金项目鉴定。
成绩斐然,医者仁心
陈中伟的一生是为医学事业奋斗的一生,也是不断创新的一生,从断手、断指到骨骼移植再到人工电子假手,不局限于现有条件的限制,首先对医疗设备进行改造,再进行医疗研究,新的设备促进新的研究成果,再将新的研究成果用于新的领域,不拘泥于片面思考,而是推陈出新,创新性地考虑多个问题,从而使得多个显微外科问题得到了解决。可以说,创新是他前进的路标,一次次地跳出原有的思维,一次次地选择全新的方法,正是他成功的关键所在。
一颗仁心佐以妙手,陈中伟默默耕耘,攻克了众多难题,创造了一个又一个医学奇迹,为病患解除了痛苦,他是优秀的医学科学家,也是无私而伟大的奉献者。
(撰稿:蒲雅杰)
参考文献
[1]倪平.华佗再世陈中伟传[M].南宁:广西科学技术出版社,1995.
[2]王耀成.院士之路:陈中伟传[M].宁波:宁波出版社,2002.